片组件123可移动地联结到压缩机外壳105并由压缩机外壳105支撑。
[0020]另外，在该例示性实施方案中，涡轮机段108包括至少一个涡轮机动叶，即叶片组件124，和至少一个邻近的静止喷嘴组件125。涡轮机叶片组件124和邻近的静止喷嘴组件125的各个组合限定涡轮机级140。并且，各个涡轮机叶片组件124包括多个涡轮机叶片(未在图1中示出)且各个静止喷嘴组件125包括多个涡轮机喷嘴(未在图1中示出)。此外，各个涡轮机叶片组件124可移动地联结到涡轮机驱动轴115且各个静止喷嘴组件125可移动地联结到涡轮机外壳109并由涡轮机外壳109支撑。
[0021]在操作中，进气段102将空气150向压缩机段104引导。压缩机段104将进入空气150压缩到较高压和较高温，之后将压缩空气152向燃烧器段106排放。将压缩空气152引导到燃料喷嘴组件118，使其与燃料(未示出)混合，并在各个燃烧器116内燃烧以产生燃烧气体154，将燃烧气体154向下游涡轮机段108引导。在燃烧器116内产生的燃烧气体154向下游涡轮机段108引导。在撞击涡轮机叶片组件124之后，热能转化成机械旋转能，该机械旋转能用以驱动转子组件112。涡轮机段108经由驱动轴114和115驱动压缩机段104和/或载荷120，且排出气体156经由排出段110排放到环境大气中。
[0022]图2为可供燃气涡轮发动机100 (在图1中示出)使用的例示性涡轮机叶片160的示意图；涡轮机叶片160包括根部162和联结到根部162的翼形件部分164。翼形件部分164限定翼形件尖端部分166、前缘168和后缘170。各个涡轮机叶片160通过楔形榫系统(未示出)可移动地联结到转子组件112的涡轮机驱动轴115 (两者示于图1中)。对于可移动地联结到压缩机驱动轴114(示于图1中)的各个压缩机动叶180，可使用类似的布置和构造。
[0023]图3为可供燃气涡轮发动机100使用的例示性密封系统200的示意图。密封系统200可供压缩机段104和涡轮机段108使用。燃气涡轮发动机100包括多个压缩机级130和多个涡轮机级140。各个压缩机级130包括多个压缩机动叶180且各个涡轮机级140包括多个涡轮机叶片160。各个压缩机动叶180包括翼形件尖端基底182且各个涡轮机叶片160包括翼形件尖端基底184。翼形件尖端基底182和184由镍(Ni)基合金和钴(Co)基合金中的一种形成。备选地，翼形件尖端基底182和184由能够实现如本文所述的燃气涡轮发动机100和密封系统200的操作的任何材料形成。压缩机外壳105包括内表面186且涡轮机外壳109包括内表面188。
[0024]在该例示性实施方案中，并且集中在涡轮机段108上，密封系统200包括可磨损部分，即在内表面188之上形成的护罩202。备选地，护罩202可在标准定子(statoric)粘结涂层之上形成。可磨损护罩202具有第一硬度值。密封系统200还包括布置在翼形件尖端基底184之上的磨损部分204。磨损部分204具有大于第一硬度值的第二硬度值。在燃气涡轮发动机100的操作中，在涡轮机驱动轴115中诱发旋转运动206，使得磨损部分204相对于可磨损护罩202摩擦并且在翼形件尖端部分166上形成的磨损部分204和在涡轮机外壳109上形成的可磨损护罩202之间限定间隙208。摩擦可磨损护罩202以限定基本光滑的表面和图案化表面中的一个(两者都未示出)。备选地，该基本光滑的表面和/或图案化表面可在可磨损护罩202的制造(在下文进一步讨论)期间形成。间隙208具有预定的数值范围，其促进降低在涡轮机叶片160和涡轮机外壳109之间工作流体的流动(未在图3中示出)，由此增加燃气涡轮发动机100的效率，同时还降低涡轮机叶片160与涡轮机外壳109的摩擦，由此增加涡轮机叶片160的预期使用寿命。备选地，不是在表面188上直接形成可磨损护罩202，而是在表面188上形成高温材料的第一层。这样的第一层可由包括而不限于铬-铝-钇合金(MCrAlY)的材料形成，其中M包括以任何组合的镍(Ni)、钴(Co)和铁(Fe)中的至少一种。接着，可磨损护罩202在该第一层之上形成。
[0025]图4为沿区域4 (示于图3中)获取的例示性密封系统200的放大示意图。在图4中的对象没有按标度显示。在该例示性实施方案中，并且集中在涡轮机段108(示于图1和图3中)，密封系统200包括在内表面188之上形成的可磨损护罩202。在一些实施方案中，可磨损护罩202由具有小于5%的孔隙度值的致密垂直开裂(DVC)的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)形成。备选地，在其它实施方案中，可磨损护罩202由具有小于5%的孔隙度值的DVC氧化镝稳定的氧化锆(DySZ)形成。并且，备选地，可磨损护罩202由具有小于35%且优选小于25%孔隙度的标准YSZ和DySZ中的一种形成。
[0026]在该例示性实施方案中，可磨损护罩202从内表面188朝向涡轮机叶片160延伸且具有至少约500微米(μ) (20密耳，即0.020英寸))的厚度210并且具有表面211。备选地，可磨损护罩202具有能够实现如本文所述的密封系统200的操作的任何厚度值210。并且，在该例示性实施方案中，可磨损护罩202通过在内表面188上喷雾DVC YSZ或DVCDySZ的至少一层(未示出)形成。可磨损护罩202具有在约400和约1200之间的维氏(Vickers)硬度(HVa3)值范围。
[0027]密封系统200还包括布置在翼形件尖端基底184之上的磨损部分204。在该例示性实施方案中，磨损部分204包括具有在约50.8 μ (2密耳)和约500 μ (20密耳)范围内的厚度214的至少一个磨损基质层212。磨损基质层212限定磨损基质层表面216。磨损部分204可在翼形件尖端基底184上直接形成或在标准翼形件粘结涂层上形成。
[0028]并且，在该例示性实施方案中，磨损基质层212包括由金属材料和陶瓷材料中的一种形成的单一基质层。备选地，磨损基质层212包括能够实现如本文所述的燃气涡轮发动机100和密封系统200的操作的许多层。在一些实施方案中，金属基质材料可为MCrAH。在其它实施方案中，金属基质材料可为铬-铝合金(MCrAlY)，其中M包括以任何组合的镍(Ni)、钴(Co)和铁(Fe)中的至少一种，且X包括以任何组合的铪(Hf)、Y、Si和钽(Ta)中的至少一种。另外，在该例示性实施方案中，磨损基质层212通过经由电解法形成MCrAH基质层或MCrAlX基质层而形成。在一些其它实施方案中，磨损基质层212可通过电解法由金属材料形成，所述金属材料可包括包含以任何组合的N1、铝(Al)和铂(Pt)中的至少两种的合金。备选地，金属基质材料可为通过能够实现如本文所述的燃气涡轮发动机100和密封系统200的操作的任何方法在翼形件尖端基底184上形成的任何金属材料。金属磨损基质层212具有在约400和约1200之间的维氏硬度值范围。
[0029]此外，在一些实施方案中，磨损基质层212由包括氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化锆增韧的氧化铝、氧化铝增韧的氧化锆、Al2O3和氧化铪(HfO2)中的至少一种的陶瓷材料形成。这类陶瓷基磨损基质层212可通过混合S1、钛(Ti)、钨(W)、硼(B)和锆(Zr)中的至少一种与镍铬合金(NiCr)和Ni中的至少一种形成钎焊基质而形成。备选地，陶瓷基质材料可为通过能够实现如本文所述的燃气涡轮发动机100和密封系统200的操作的任何方法在翼形件尖端基底184上形成的任何陶瓷材料。陶瓷磨损基质层212具有在约400和约1200之间的维氏硬度值范围。
[0030]并且，在该例示性实施方案中，磨损部分204包含包埋在磨损基质层212内的多个磨粒218。磨粒218可包含基本上全为以下的一种:碳化钽(TaC)、氧化铝(Al2O3)或氧化锆(ZrO2)。并且，磨粒218可包含以预定比率的立方氮化硼(cBN)和A1203。另外，磨粒218可包含以预定比率的cBN、Al2O3和ZrO 2。此外，磨粒218可包含以预定比率熔合在一起的Al2O3和ZrO20并且，磨粒218可包含以预定比率的TaC和Al2O3O另外，磨粒218可包含多晶氧化铝(溶胶-凝胶)。
[0031]磨粒218具有在约1000和约4800之间的维氏硬度值范围。磨粒218的硬度值大于磨损基质层212的硬度值，其又大于可磨损护罩202的硬度值。
[0032]另外，在该例示性实施方案中，磨粒218具有一定尺寸以具有在约50.8μ(2密耳)和约500μ(20密耳)范围内的当量直径220。并且，包埋在磨损基质层212内的磨粒218以约20μ(小于I密耳)_约500μ(20密耳)的当量间距222彼此隔开。磨粒218显示为基本球形的。然而，磨粒218可具有能够实现如本文所述的燃气涡轮发动机100和密封系统200的操作的任何形状和构造，包括而不限于多面的。
[0033]备选地，磨损基质层212经由两阶段过程形成。第一阶段包括形成钎焊化合物(未示出)，其包括混合S1、T1、W、B和Zr中的至少一种与NiCr和Ni中的至少一种。第一阶段还包括将该钎焊化合物施用到基底184上。第一阶段还包括将多个磨粒218钎焊到基底184上。第二阶段包括形成电解化合物(未示出)，其包括形成MCrAH基质化合物(未示出)。第二阶段还包括将电解化合物施用到钎焊到基底184的磨粒218上并用MCrAH基质化合物填充在其间的间距的至少一部分。第二阶段还包括使用电解法完成形成具有包埋的磨粒218的磨损基质层212。
[0034]磨损部分204具有大于可磨损护罩202的硬度值的硬度值。在燃气涡轮发动机100的操作中，在涡轮机驱动轴115 (示于图3中)中诱发旋转运动206 (示于图3中)，使得磨损部分204相对于可磨损护罩202摩擦且在可磨损护罩202和磨损部分204之间限定间隙208。如在图4中所示，磨粒218可在相对于磨损基质层表面216的位置在径向、轴向和圆周上不同。因此，可磨损护罩202可经摩擦以限定基本光滑的表面和图案化表面中的一个(两者都未示出)。间隙208具有预定的数值范围，其促进降低在涡轮机叶片160和涡轮机外壳109 (两者示于图3中)之间工作流体的流动(未在图4中示出)，由此增加燃气涡轮发动机100的效率，同时还降低涡轮机叶片160与涡轮机外壳109的摩擦，由此增加涡轮机叶片160的预期使用寿命。
[0035]图5为沿区域4获取的可供燃气涡轮发动机100 (两者示于图3中)使用的备选例示性密封系统300的放大示意图。在图5中的对象没有按标度显示。在该例示性实施方案中，并且集中在涡轮机段108(示于图1和图3中)，密封系统300包括在内表面188之上形成的可磨损护罩202。可磨损护罩202具有表面211。
[0036]密封系统300还包括布置在翼形件尖端基底184之上的备选磨损部分304。磨损部分304可在翼形件尖端基底184上直接形成或在标准翼形件粘结涂层上形成。在该例示性实施方案中，磨损部分304包含具有在约50.8μ (2密耳)和约500μ (20密耳)范围内的厚度314的至少一个磨损基质层312。磨损基质层312限定磨损基